Monte Carlo法模拟CFRP加固梁的抗弯可靠度

根据可靠性理论，编制了基于Marlab软件的Monte Carl。计算程序，直接产生服从各相应概率分布函数的随机变量数组，从而使编程过程大为简化，解决了Monte Carl。直接抽样困难的难题。通过对16根CFRP加固混凝土实验粱受弯实验，得到了随机变量的统计参量。采用基于Marlab的Monte Carlo法完成了对CFRP加固混凝土梁抗弯可靠度的数值模拟。结果表明，计算可靠指标与基于实验的AEOSM法计算可靠指标一致，且计算简便快捷。     

超材料在隐身领域的研究及应用进展

鉴于超材料所表现出的自然界中不存在的新颖特性,其在航空航天隐身领域的重要作用已经得到了体现。介绍了基于超材料的隐身新理念,并对超材料在隐身领域中的应用进行了概述。最后,展望了新型超材料在隐身领域的应用前景。     

外贴啁啾光栅监测带双缺口复合材料静态拉伸损伤

啁啾光栅对沿其纵向的非均匀应变分布十分敏感,这种特性会反映在啁啾光栅的反射光谱图中。提出了一种利用外贴啁啾光栅监测带双缺口碳纤维复合材料损伤的新技术。实验结果表明,复合材料结构静态拉伸应变为4500 με与8500 με时,啁啾光栅反射光谱变化明显,这与复合材料应力应变关系曲线在应变8000 με时产生突变完全吻合,同时光栅反射光谱光强突变点位置与光栅几何位置完全一致,可实现对复合材料缺口位置损伤的定位及扩展监测。     

POSS/粘土/多壁碳纳米管杂化碳纳米纸基复合材料防火性研究

多壁碳纳米管(MWCNTs)、粘土和多面齐聚半硅氧烷(POSS)组成的杂化碳纳米纸是通过碳纳米管巴基纸制备工艺制备而成, 碳纳米纸可做为表面防火层与聚合物基复合材料共固化成型。利用场发射扫描电镜(FESEM)和BJH法分别对碳纳米纸和杂化碳纳米纸微观结构和平均孔径分布进行表征。利用锥形量热仪在热辐射功率50 kW/m²条件下分析外贴碳纳米纸复合材料及复合材料对比样的防火特性。燃烧实验结果表明: 碳纳米纸和杂化碳纳米纸作为防火层的复合材料的峰值热释放速率(PHRR)与复合材料对比样相比分别下降20.2%和35%, 同时CO释放量和烟释放量也明显降低。通过FESEM研究表明燃烧实验后外贴杂化碳纳米纸复合材料的燃烧残余物表面形成了一层致密的积炭物结构, 防火阻燃性能明显提高。     

FBG传感器实时监测CFRP加固RC梁荷载效应研究

用埋入布拉格光栅（FBG）光纤传感器的CFRP加固RC梁可实现加固和实时健康监测双重功能。通过监测RC梁承载过程中FBG传感器波长来监测CFRP层应变，根据加固梁实时荷载效应计算理论得出受拉钢筋、压区混凝土的实时应变和实时测算荷载。通过4根RC梁的荷载效应实验发现，FBO光纤传感器与传统应变片有完全一致的线性关系；计算所得RC梁受拉钢筋、压区混凝土实时应变和实时荷载与实测值都吻合得较好。     

Sn-Al合金基镀Ni光纤光栅传感器研究

制备了熔点约为350℃的Sn-Al合金,利用真空熔铸法将化学镀Ni后的光纤布拉格光栅(FBG)传感器铸造到Sn-Al合金中,以改善FBG传感器与金属结构的焊接性能,达到对金属结构材料的传感增敏作用。传感器的温度标定实验结果表明:镀Ni的FBG传感器经过熔点350℃的Sn-Al合金熔铸封装后FBG传输信号正常,并且其温度传感灵敏系数从裸FBG传感器的10.8pm/℃增加到升温阶段的17.3pm/℃和降温阶段的17.4pm/℃。     

后固化对树脂传递模塑成型复合材料性能影响监测

研制了双光纤Bragg光栅(FBG)温度/应变传感器,监测二次后固化对树脂传递模塑(RTM)成型复合材料的应变自由温度、玻璃化转变温度、残余应变及热膨胀系数的影响规律,并分析模具材料对热膨胀系数的影响。实验结果表明,二次后固化后,复合材料应变自由温度和玻璃化转变温度分别从189.0℃、189.4℃增加到200.2℃、204.0℃;外层残余应变从-597.7με下降至-671.5με;外层复合材料热膨胀系数从5.248×10-6/℃下降为4.275×10-6/℃,说明后固化可显著提高复合材料性能。     

树脂传递模塑成型注模过程的光纤光栅监测

有效监测树脂传递模塑成型(RTM)的树脂注模过程对于生产大型共固化复合材料结构十分必要.本文重点讨论利用光栅传感器监测注模过程的树脂流动问题.本文在复合材料层的不同位置布置了1个温度传感器用来监测温度,2个应变传感器用来监测树脂流动前沿到达时间,试验结果表明50 min和115 min时树脂流动前沿分别到达No.1和No.2应变传感器,166 min时完成注模,此时监测温度为最低的24.59℃.光栅传感器完全可实现树脂传递模塑注模过程的监测.     

外贴Fe3O4/CNTs杂化碳纳米纸的碳纳米管复合材料吸波性能

通过对Fe₃O₄纳米粒子接枝碳纳米管的单分散水溶液真空吸滤制备出一种新型的杂化碳纳米纸, 它与树脂浸润良好, 可以与复合材料一体成型。分别借助FE-SEM、EDS、BJH法和振动样品磁强计表征杂化碳纳米纸及其复合材料的微观形貌、元素组成、平均孔径分布和磁性能。在8.2~18 GHz频段内利用波导法测量碳纳米管共混复合材料和外贴杂化碳纳米纸/碳纳米管共混复合材料的电磁参数和吸波反射率。研究结果表明: 外贴一层杂化碳纳米纸(厚0.1 mm)后, 碳纳米管共混复合材料的磁损耗明显增加, 在8.2~18 GHz微波频段内吸波反射率基本上全部小于-10 dB(频宽大于9.7 GHz), 在15.42 GHz位置, 反射损耗峰达-43.18 dB, 远优于碳纳米管共混复合材料。     

碳纳米纸复合材料的拉伸应变协同性

由于碳纳米纸与复合材料具有良好的界面结合性能,以及良好的导电导热性能,因此可以被用于复合材料的全寿命健康监测.本文制备了碳纳米纸及其传感器,以及在不同位置嵌入碳纳米纸传感器的复合材料,并进行拉伸加载卸载测试.获得了碳纳米纸传感器电阻变化率随传统应变片测得的复合材料层合板应变的变化趋势,拟合得到了碳纳米纸传感器的应变传感系数,阐明了复合材料在变形时的协同性,证明了碳纳米纸传感器可以用于复合材料的拉伸疲劳损伤监测.